ENEM 2017 (2ª aplicação) — questão 93 de Física
Enunciado em texto
O debate a respeito da natureza da luz perdurou por séculos, oscilando entre a teoria corpuscular e a teoria ondulatória. No início do século XIX, Thomas Young, com a finalidade de auxiliar na discussão, realizou o experimento apresentado de forma simplificada na figura. Nele, um feixe de luz monocromático passa por dois anteparos com fendas muito pequenas. No primeiro anteparo há uma fenda e no segundo, duas fendas. Após passar pelo segundo conjunto de fendas, a luz forma um padrão com franjas claras e escuras.
(A figura mostra, da esquerda para a direita: um feixe de luz monocromática, um anteparo com fenda simples, um anteparo com fenda dupla e, ao fundo, um anteparo onde se formam manchas alternadas identificadas como franjas claras e franjas escuras.)
SILVA, F. W. O. A evolução da teoria ondulatória da luz e os livros didáticos. Revista Brasileira de Ensino de Física, n. 1, 2007 (adaptado).
Com esse experimento, Young forneceu fortes argumentos para uma interpretação a respeito da natureza da luz, baseada em uma teoria
a) corpuscular, justificada pelo fato de, no experimento, a luz sofrer dispersão e refração.
b) corpuscular, justificada pelo fato de, no experimento, a luz sofrer dispersão e reflexão.
c) ondulatória, justificada pelo fato de, no experimento, a luz sofrer difração e polarização.
d) ondulatória, justificada pelo fato de, no experimento, a luz sofrer interferência e reflexão.
e) ondulatória, justificada pelo fato de, no experimento, a luz sofrer difração e interferência.
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.
Resolução comentada
A questão tem duas metades e as duas precisam fechar: qual teoria o experimento sustenta, e quais dois fenômenos aparecem nele. Quatro alternativas erram uma das metades.
Metade 1 — por que ondulatória. O padrão observado é uma sequência de franjas claras e escuras alternadas. Franja escura é o ponto onde chega luz das duas fendas e o resultado é ausência de luz. Isso é impossível no modelo corpuscular: partícula somada a partícula não dá zero. Onda somada a onda, sim — quando uma chega em oposição de fase com a outra.
Metade 2 — quais são os dois fenômenos.
• Difração: ao passar por uma fenda muito pequena, a luz espalha em vez de seguir reto. É por isso que as duas fendas conseguem iluminar a mesma região do anteparo — sem difração, cada fenda projetaria apenas uma linha na frente de si.
• Interferência: nessa região comum as duas ondas se somam. Onde chegam em fase, franja clara; onde chegam em oposição, franja escura.
Os dois são necessários e nessa ordem. A difração cria a superposição; a interferência produz o padrão. É a resposta E.
Por que as outras caem:
• A e B (corpuscular): o modelo corpuscular não produz franja escura, que é justamente o que o experimento mostra. Além disso, dispersão exige separação de cores — e o enunciado diz luz monocromática, uma cor só.
• C (difração e polarização): a difração está certa, mas polarização não aparece aqui. Polarização é sobre a direção de oscilação da onda, e nada no arranjo seleciona direção. (Ela até prova que a luz é onda transversal — mas isso é outro experimento.)
• D (interferência e reflexão): a interferência está certa, mas não há reflexão no caminho: a luz atravessa as fendas, não volta.
Por que este experimento é histórico: ele não mostrou apenas que a luz podia ser onda — mostrou um efeito que a teoria corpuscular de Newton não conseguia explicar de jeito nenhum. Um século depois, o efeito fotoelétrico traria o problema de volta, e a resposta final seria: a luz é as duas coisas, dependendo do que você faz com ela.
A ideia em uma frase: a fenda espalha (difração), as duas ondas se somam (interferência), e a franja escura é a prova de que luz mais luz pode dar escuridão.
Resposta: alternativa E.
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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